重慶特有植物縉云黃芩種群遺傳多樣性分化研究.pdf

1、縉云黃芩(Scutellaria tsinyunensis C．Y．Wu et Chow)為唇形科(Labiacae)黃芩屬(Scutellaria Linn．)多年生草本植物，現(xiàn)僅存于重慶市縉云山少數(shù)相互隔離的“島嶼”狀分布的區(qū)域內(nèi)，且數(shù)量正急劇減少，分布范圍逐漸縮小甚至消失，具有瀕危植物的特點。本研究以目前僅存的10個縉云黃芩種群為研究對象，采用形態(tài)學標記、HPLC和ISSR分子標記技術(shù)，從形態(tài)學、生化和分子水平對縉云黃芩種群及個體

2、的遺傳多樣性分化開展綜合比較研究，以期對其遺傳多樣性進行科學評價，為該物種及其它地方珍稀特有物種的保護、開發(fā)和利用提供理論和實踐依據(jù)。結(jié)論如下： 1)形態(tài)學水平的研究：對縉云黃芩包括莖、葉、花及果實在內(nèi)的56項形態(tài)特征進行測量和統(tǒng)計分析，有45項指標差異顯著，占80.36％，其中42項達到極顯著水平，占75％，表明形態(tài)特征在不同縉云黃芩種群間總體上差異顯著；其中性狀差異程度依次為花組＞葉組＞莖組＞果實組，特別是果實組的差異程度遠

3、小于其他三組。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，縉云黃芩不同種群間在營養(yǎng)器官尤其是葉的表觀特征上出現(xiàn)較大差異，個別種群出現(xiàn)了葉表面光滑無毛或葉邊緣近全緣或葉片大小等與其它種群顯著不同的特征。 本研究首次對縉云黃芩果實開展形態(tài)特征和萌發(fā)能力的研究，證實縉云黃芩在生長周期內(nèi)能產(chǎn)生成熟的可育的小堅果，果實的形狀、大小、表皮凸起形態(tài)等特征在同組的縉云黃芩、黃芩、粘毛黃芩和紅莖黃芩之間存在明顯差別，可將其作為種間鑒別的有效依據(jù)。 在形態(tài)學水平，各種群

4、間遺傳相似系數(shù)平均值為0.991，表明種群間雖有分化，但遺傳相似度仍較高；聚類時，10個種群可明顯區(qū)分為2個大的表征群，但其中S05種群與其它種群遺傳距離相對較遠。 2)生化水平的研究：首次成功建立了縉云黃芩HPLC指紋圖譜。實驗結(jié)果顯示，10個縉云黃芩種群樣品均具有14個共有指紋特征峰，且相對峰面積值間差異不大；同時各種群樣品HPLC圖與共有模式對照指紋圖譜的相似度均在0.97以上，平均相似度為0.984，表明樣品間存在著顯著

5、的相似性，說明不同種群縉云黃芩間存在較高的遺傳同質(zhì)性和較近的親緣關(guān)系。 各種群間遺傳相似系數(shù)平均值為0.969，表明各種群在生化水平上有較高的遺傳相似性；聚類時，10個種群明顯區(qū)分為2個大的表征群，各表征群內(nèi)種群間遺傳距離相差不大。 3)分子水平的研究：首次采用ISSR分子標記技術(shù)對縉云黃芩種群間遺傳多樣性開展研究，通過實驗篩選出8條重復性好、穩(wěn)定性高、譜帶清晰且呈現(xiàn)多態(tài)性的引物，共擴增出60條可區(qū)分的DNA條帶，其中有

6、21條帶呈多態(tài)性，占總擴增帶的35％；經(jīng)分析，縉云黃芩種群間遺傳相似系數(shù)平均為0.914，表明種群間具有一定的遺傳變異，但分化程度并不太高。 聚類時，遺傳距離較近的種群首先聚在一起，然后再聚為2個大的表征群，表明種群間呈現(xiàn)出差異較大的分化趨勢，其中S05種群也表現(xiàn)出與其它種群遺傳距離相對較遠。 4)綜合分析：利用形態(tài)學、生化和基因水平上的研究對縉云黃芩種群進行聚類并結(jié)合環(huán)境資料進行分析，聚類結(jié)果在一定程度上是相一致的，1

7、0個種群在三個水平上均可明顯區(qū)分為兩個大的表征群，在每個表征群內(nèi)某些地理位置較近或生境條件相似的種群在聚類時首先聚在一起：可以看出，遺傳距離的遠近和地理位置及生境條件存在或多或少的聯(lián)系。 通過比較，以采用形態(tài)學標記和分子標記技術(shù)開展研究得到的結(jié)果更為接近，而生化水平的研究與受到環(huán)境因素的影響較大，因此結(jié)合分子標記和形態(tài)學標記的研究結(jié)果開展遺傳多樣性研究是較為可靠的。根據(jù)實驗結(jié)果可以判斷，10個種群中S08、S09與S10三種群之